DWMED

Breadcrumbs


Określanie natężenia fluorescencji roztworu soli sodowej fluoresceiny na podstawie krzywej wzorcowej

Fluorochromy to substancje, które w wyniku absorpcji energii świetlnej o określonej długości fali – powodującej ich wzbudzenie, emitują światło o większej długości fali. Zjawisko emisji promieniowania świetlnego nazywa się fluorescencją, a jej natężenie jest proporcjonalne do stężenia fluorochromu. Na podstawie wykresu obrazującego zależność natężenia fluorescencji od stężenia substancji fluoryzującej stanowiącej wzorzec, możliwe jest określenie stężenia tej substancji w próbce, gdy znane są zmierzone wartości natężenia fluorescencji oznaczanych próbek. Opisaną zależność wyznacza się indywidualnie dla danego układu pomiarowego. Przykładem fluorochromu jest SF (sól sodowa fluoresceiny, M = 376 g∙mol–1), w przypadku której natężenie fluorescencji mierzone jest z zastosowaniem roztworów buforowanych – o stałej wartości pH = 9. Rysunek poniżej ilustruje zależność natężenia fluorescencji od stężenia SF na podstawie pomiarów wykonanych spektrofotometrem Synergy HT firmy Biotek:

Na podstawie: R. Szczypiński, Moduł mikroprzepływowy do pomiarów cytometrycznych, Warszawa 2014.

Z wykresu tego wynika, że dla stężeń SF niższych niż 0,01 ng∙cm–3, praktycznie niemożliwe jest precyzyjne określenie jej zawartości w próbce z zastosowaniem opisanego układu pomiarowego. Przyczyną tego jest fakt, że wartość natężenia fluorescencji w takim zakresie stężeń soli sodowej fluoresceiny odpowiada również roztworowi buforującemu.

Z dokładnością do cyfry jedności określ wartość natężenia fluorescencji jaka odpowiada roztworowi buforującemu w przedstawionym układzie pomiarowym.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone


Obliczanie stężenia soli sodowej fluoresceiny na podstawie krzywej wzorcowej fluorescencji

Fluorochromy to substancje, które w wyniku absorpcji energii świetlnej o określonej długości fali – powodującej ich wzbudzenie, emitują światło o większej długości fali. Zjawisko emisji promieniowania świetlnego nazywa się fluorescencją, a jej natężenie jest proporcjonalne do stężenia fluorochromu. Na podstawie wykresu obrazującego zależność natężenia fluorescencji od stężenia substancji fluoryzującej stanowiącej wzorzec, możliwe jest określenie stężenia tej substancji w próbce, gdy znane są zmierzone wartości natężenia fluorescencji oznaczanych próbek. Opisaną zależność wyznacza się indywidualnie dla danego układu pomiarowego. Przykładem fluorochromu jest SF (sól sodowa fluoresceiny, M = 376 g∙mol–1), w przypadku której natężenie fluorescencji mierzone jest z zastosowaniem roztworów buforowanych – o stałej wartości pH = 9. Rysunek poniżej ilustruje zależność natężenia fluorescencji od stężenia SF na podstawie pomiarów wykonanych spektrofotometrem Synergy HT firmy Biotek:

Na podstawie: R. Szczypiński, Moduł mikroprzepływowy do pomiarów cytometrycznych, Warszawa 2014.

Z wykresu tego wynika, że dla stężeń SF niższych niż 0,01 ng∙cm–3, praktycznie niemożliwe jest precyzyjne określenie jej zawartości w próbce z zastosowaniem opisanego układu pomiarowego. Przyczyną tego jest fakt, że wartość natężenia fluorescencji w takim zakresie stężeń soli sodowej fluoresceiny odpowiada również roztworowi buforującemu.

W wyniku pomiarów spektrofotometrycznych stwierdzono, że natężenie fluorescencji pewnej próbki roztworu SF wynosi 3.

Oblicz stężenie molowe zawartej w niej soli sodowej fluoresceiny wiedząc, że (poza rozpuszczalnikiem) była to jedyna substancja fluoryzująca. Wynik wyraź w nmol∙dm–3 (nanomolach na decymetr sześcienny) z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone


Ocena poprawności zdań dotyczących fluorescencji roztworów soli sodowej fluoresceiny

Fluorochromy to substancje, które w wyniku absorpcji energii świetlnej o określonej długości fali – powodującej ich wzbudzenie, emitują światło o większej długości fali. Zjawisko emisji promieniowania świetlnego nazywa się fluorescencją, a jej natężenie jest proporcjonalne do stężenia fluorochromu. Na podstawie wykresu obrazującego zależność natężenia fluorescencji od stężenia substancji fluoryzującej stanowiącej wzorzec, możliwe jest określenie stężenia tej substancji w próbce, gdy znane są zmierzone wartości natężenia fluorescencji oznaczanych próbek. Opisaną zależność wyznacza się indywidualnie dla danego układu pomiarowego. Przykładem fluorochromu jest SF (sól sodowa fluoresceiny, M = 376 g∙mol–1), w przypadku której natężenie fluorescencji mierzone jest z zastosowaniem roztworów buforowanych – o stałej wartości pH = 9. Rysunek poniżej ilustruje zależność natężenia fluorescencji od stężenia SF na podstawie pomiarów wykonanych spektrofotometrem Synergy HT firmy Biotek:

Na podstawie: R. Szczypiński, Moduł mikroprzepływowy do pomiarów cytometrycznych, Warszawa 2014.

Z wykresu tego wynika, że dla stężeń SF niższych niż 0,01 ng∙cm–3, praktycznie niemożliwe jest precyzyjne określenie jej zawartości w próbce z zastosowaniem opisanego układu pomiarowego. Przyczyną tego jest fakt, że wartość natężenia fluorescencji w takim zakresie stężeń soli sodowej fluoresceiny odpowiada również roztworowi buforującemu.

Oceń poprawność poniższych zdań dotyczących wyników pomiarów w opisanym układzie. Wpisz literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

1. W zakresie stężeń SF 1 ng∙cm–3 – 104 ng∙cm–3 natężenie fluorescencji jest wprost proporcjonalne do stężenia soli sodowej fluoresceiny.

2. Jeśli zmieszamy jednakowe objętości roztworów o stężeniach 1 ng∙cm–3  oraz 100 ng∙cm–3, wówczas uzyskamy roztwór o natężeniu fluorescencji około 26.

3. Roztwór SF o natężeniu fluorescencji równym 103 rozcieńczony 10-krotnie roztworem buforowym ma stężenie około 0,06 μg∙cm–3.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone




Miareczkowanie roztworu mocnego kwasu roztworem mocnej zasady - nadmiar titranta

Miareczkowanie alkacymetryczne jest metodą stosowaną do ilościowego oznaczania zawartości substancji chemicznej w jej wodnym roztworze. Podczas jego wykonywania, do roztworu analitu o znanej objętości, lecz nieznanym stężeniu molowym ostrożnie wprowadza się znajdujący w biurecie mianowany (o ściśle określonym stężeniu) roztwór titranta. Charakterystyczny podczas miareczkowania jest tzw. punkt równoważnikowy, czyli moment, w którym analit przereagował ilościowo z dodanym z biurety titrantem. Praktycznie w każdym przypadku, podczas miareczkowania, do roztworu analitu wprowadzany jest niewielki nadmiar roztworu titranta, który doprowadzi do trwałej zmiany zabarwienia zastosowanego wskaźnika alkacymetrycznego. Dlatego rzeczywisty punkt końcowy miareczkowania odpowiada wartości pH innej, niż punkt równoważnikowy.

Na podstawie: R. Szczypiński, Projektowanie doświadczeń chemicznych. Dla maturzystów i nie tylko, Warszawa 2019.

W wyniku wykonanego miareczkowania 50 cm³ roztworu kwasu solnego roztworem zasady sodowej o wartości pH równej 13,3 ustalono, że początkowe stężenie analitu wynosiło 0,08 mol∙dm³. W trakcie opisanego doświadczenia, jako wskaźnik wykorzystany został błękit tymolowy, którego górny zakres wskaźnikowy (zakres pH zmiany barwy) odpowiada wartościom pH z przedziału 8,0÷9,6. Powyżej pH 9,6 roztwory zawierające ten wskaźnik mają barwę niebieską, natomiast roztwory o odczynie obojętnym – żółtą.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal, jakie zabarwienie przyjmie roztwór w punkcie końcowym opisanego w informacji wstępnej miareczkowania, jeśli wprowadzono dwie nadmiarowe krople roztworu titranta do roztworu uzyskanego w punkcie równoważnikowym? Przyjmij, że objętość jednej kropli wynosi 30 mm³.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone


Miareczkowanie roztworu mocnego kwasu roztworem mocnej zasady - odrzucenie krzywych miareczkowania z uzasadnieniem

Miareczkowanie alkacymetryczne jest metodą stosowaną do ilościowego oznaczania zawartości substancji chemicznej w jej wodnym roztworze. Podczas jego wykonywania, do roztworu analitu o znanej objętości, lecz nieznanym stężeniu molowym ostrożnie wprowadza się znajdujący w biurecie mianowany (o ściśle określonym stężeniu) roztwór titranta. Charakterystyczny podczas miareczkowania jest tzw. punkt równoważnikowy, czyli moment, w którym analit przereagował ilościowo z dodanym z biurety titrantem. Praktycznie w każdym przypadku, podczas miareczkowania, do roztworu analitu wprowadzany jest niewielki nadmiar roztworu titranta, który doprowadzi do trwałej  zmiany zabarwienia zastosowanego wskaźnika alkacymetrycznego. Dlatego rzeczywisty punkt końcowy miareczkowania odpowiada wartości pH innej, niż punkt równoważnikowy.

Na podstawie: R. Szczypiński, Projektowanie doświadczeń chemicznych. Dla maturzystów i nie tylko, Warszawa 2019.

W wyniku wykonanego miareczkowania 50 cm3 roztworu kwasu solnego roztworem zasady sodowej o wartości pH równej 13,3 ustalono, że początkowe stężenie analitu wynosiło 0,08 mol∙dm–3.

Zmiany pH miareczkowanego roztworu w zależności od objętości dodanego roztworu titranta można przedstawić graficznie w postaci tzw. krzywej miareczkowania. Rysunki poniżej przedstawiają takie krzywe w trzech różnych układach kwas-zasada, a znajdujące się na nich linie przerywane wskazują wartość pH przy której osiągnięto punkt równoważnikowy.

Spośród podanych rysunków tylko jeden może ilustrować zmiany zarejestrowane podczas miareczkowania opisanego w treści wstępnej do zadania. Wybierz te grafiki, które nie ilustrują krzywej miareczkowania sporządzonej podczas tego doświadczenia. Uzasadnij swój wybór.

Wybrany rysunek oraz uzasadnienie:

Wybrany rysunek oraz uzasadnienie:

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone








Paginacja